柴油添加劑聚甲醛二甲醚的酸催化合成研究.pdf

1、聚甲醛二甲醚(PODE)是一種性能優(yōu)異的、具有應(yīng)用前景的新型柴油添加劑。它不僅可以提高柴油的十六烷值，減少顆粒物和NOx的排放，還能提高柴油的燃燒效率，并且不用改變發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。但是目前PODE的合成技術(shù)研究尚處于起步階段，存在著產(chǎn)率不高、合成成本高等問題;更為不足的是，以往研究很少對(duì)反應(yīng)的本質(zhì)規(guī)律如PODE產(chǎn)物分布、反應(yīng)機(jī)理作出探討。
　　 本論文首先研究了以甲縮醛和多聚甲醛為原料酸催化反應(yīng)合成PODE，比較篩選了酸催化劑，并

2、研究了反應(yīng)規(guī)律。結(jié)果表明:陽(yáng)離子交換樹脂和硫酸的反應(yīng)活性最好，兩者的PODE2-6得率分別為57.3％和55.4％，陽(yáng)離子交換樹脂的最佳交換容量為1.62mmol/g;另外，甲縮醛和多聚甲醛反應(yīng)生成PODE屬于鏈增長(zhǎng)機(jī)理，PODE組分分布符合Anderson-Schulz-Flory分布。
　　 接著，我們研究了固體酸催化甲縮醛和三聚甲醛反應(yīng)合成PODE。結(jié)果表明:沸石分子篩固體酸催化劑的性能較好，其中分子篩的L酸/B酸相對(duì)比率

3、越高，反應(yīng)活性越大;分子篩比表面積大，有利于反應(yīng);而分子篩的宏觀顆粒尺寸則沒有太大影響。而對(duì)于陽(yáng)離子交換樹脂催化劑，其交換容量越小，催化活性越好。對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物分布的研究表明: PODE產(chǎn)物分布滿足近似規(guī)律:2yPODE4=yPODE3+yPODE5=YIPODE2+yPODE6（其中y表示得率）;基于前面的分析，我們提出了都包含三聚甲醛整體插入的常規(guī)反應(yīng)機(jī)理（適用于大多數(shù)固體酸）和特殊反應(yīng)機(jī)理（適用于HMCM-49等少數(shù)固體酸）的推測(cè)。<